隋军攻城甚急，后主慌乱中摆出了一字长蛇阵，令鲁广达居南，任忠、樊毅、孔范次之，萧摩诃居北，南北连亘二十余里，首尾不能相顾。贺若弼挥军迳取孔范，陈军大溃，死者五千人。萧摩诃因后主曾淫其妻，心怀愤懑，拥兵不战，为隋军俘获，只有鲁广达拼死格斗。任忠见陈军溃败，入告陈叔宝说：“陛下请勿再战，臣已无力报国了。”

后主给他两袋金子，让他募兵。任忠又说：“为今之计，陛下唯一的出路就是准备舟楫，到上流去与我军会合，臣当舍死保驾。”后主深信不疑，命他出去部署，又让宫人打点行装，等他归来一起出发。谁知任忠见大势已去，竟觍颜降敌，领着韩擒虎直奔朱雀门(一名大航门，建康城南城门，今南京市中华门内)。

此时隋军已排闼而入，从宫中的一口枯井中捉住后主张贵妃、孔贵嫔等人，押到韩擒虎帐前来。隋军一面扫荡残敌，令后主手书招降陈朝未降将帅，一面收图籍，封府库，又将张丽华及施文庆、沈客卿、阳慧朗、暨慧景等奸佞枭首于市。陈朝宣告覆亡，隋文帝终于统一了全国。

陈叔宝投降隋朝的16年后(604年)，在洛阳城病死，终年52岁，追赠大将军、长城县公，谥曰炀，葬在洛阳的北邙山。